木材加工工艺学

木材加工工艺学(总38页)
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西南林业大学
《木材加工工艺学》课程设计说明书学院：材料工程学院
专业：木材科学与工程
班级： ********
学号：**********
姓名：***
指导教师：邓启平
2013年6月19日
一.工艺设计的依据
1.设计任务：
设计一年加工17万件张实木靠背椅生产车间，确定原材料及用量；制定生产的工艺过程（从配料到获得产品）；通过计算选取加工设备，确定生产面积；进行设备车间布置，并绘制车间布置图。

2.产品及结构:
制品材料：坐面面板采用集成材即胶合木（Glued Laminated Timber 简称Glulam），与木质工字梁，单板层积材同为三种主要的工程材产品之一。

集成材也是实木，有时也称作指接板，可以用木蜡油进行涂刷，防止变形。

其余部分采用实木。

制品：实木靠背椅。

年产量：17万张。

组成零件：坐面板面、前凳腿、下拉条、上拉条、靠背下横档、靠背中竖档、靠背上横档。

接合方式：榫接合、胶接合
3.生产类型：
小批量生产：每次生产一批同一
类型、统一规格的产品，产品仍然经
常更换，生产设备多为通用型,以适应
市场都变性以及不同消费者的需求。

二.原材料的计算
1.确定原材料及用量
考虑报废率时毛料材积的计算公
式：
100)
100
('
''k
V V
+⨯
=原料材积的计算公式：
C=
V 原料净出材率的计算：
V=
N
式中：v为一件产品中这种零件的材积；
A为产品总数；V为原料的材积。

2.原料的用量计算：
（1）②号前蹬腿
净料尺寸：40mm×40mm×420mm（长×宽×高）上隼眼：15mm×10mm×20mm （长×宽×深）30mm×10mm×20mm（长×宽×深）
零件数量：2
一件制品中该零件的材积：V=2×40mm×40mm×420mm×=0．001344m3
加工余量：长度上的加工余量为3mm；在高度上的加工余量为5；宽度上的加工余量一般为2~5mm，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：43mm×43mm×425mm（长×宽×高）
一件制品中毛料的材积：vˊ=2×43mm×43mm×425mm=
计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A=×170000= m3
报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积：
V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100= m3
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V0 = V〞×100%/ N=×100%/95%= m3
净出材率：C=100×V×N/[（100+k）× vˊ]= %
续表
（2）③号下拉条
净料尺寸：340mm ×30mm ×20mm （长×宽×厚） 2
1
隼的尺寸：30mm ×10mm ×20mm （长×宽×深）
零件数量：3
一件制品中该零件的材积：V=3×340mm ×30mm ×20mm =0．000612m 3 加工余量：长度上的加工余量为5mm ；在厚度上的加工余量为3；宽度上的加工余量一般为2~5mm ，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：345mm ×33mm ×23mm （长×宽×厚） 一件制品中毛料的材积：V ˊ=3×345mm ×33mm ×23mm=
计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A==×170000= m3 报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积：
V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100=
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V 0 = V 〞×100%/ N=×100%/95%= m 3 净出材率：C=100×V ×N/[（100+k ）× V ˊ]= % 续表
（3）④号上拉条
净料尺寸：340mm ×30mm ×20mm （长×宽×厚） 2
1
隼的尺寸：30mm ×10mm ×20mm （长×宽×深）
零件数量：4
一件制品中该零件的材积：V=4×340mm ×30mm ×20mm =0．000816m 3 加工余量：长度上的加工余量一般为5~10mm ，定为5mm ；在厚度上的加工余量为3；宽度上的加工余量一般为2~5mm ，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：345mm×33mm×23mm（长×宽×厚）
一件制品中毛料的材积：Vˊ=4×345mm×33mm×23mm = 计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A= m3
报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积：
V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100=
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V0 = V〞×100%/ N= m3
净出材率：C=100×V×N/[（100+k）× Vˊ]= %
续表
（4）⑤号后凳腿
净料尺寸：[（40+50）×440/2]mm×40mm[（下底+上底）×高/2] ×厚上隼眼：15mm×10mm×20mm（长×宽×深）30mm×10mm×20mm（长×宽×深）[（50+30）×370/2]mm×40mm[（下底+上底）×高/2] ×厚
零件数量：2
一件制品中该零件的材积：V=={[（40+50）×440/2]mm×40mm+[（50+30）×370/2]mm×40mm}×2 =0．002768m3
加工余量：高度上的加工余量一般为5~10mm，定为5mm；在厚度上的加工余量为3mm；宽度上的加工余量一般为2~5mm，定为3mm.。

上底下底余量为3mm。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：[（43+53）×2]mm×43mm[（下底+上底）×高/2] ×厚
[（53+33）×2]mm×43mm[（下底+上底）×高/2] ×厚
一件制品中毛料的材积：Vˊ={[（43+53）×2]mm×43mm +[（53+33）×2]mm×43mm}×2 =
计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A=
报废率：k=3% 按计划产量并考虑报废率的毛料材积：
V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100=×100=
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V0 = V〞×100%/ N=×100%/95%= m3
净出材率：C=100×V×N/[（100+k）× Vˊ]= %
续表
（5）○
6靠背下横档 净料尺寸：280mm ×30mm ×20mm （长×宽×厚） 2
1
隼的尺寸：30mm ×10mm ×20mm （长×宽×深）
零件数量：1
一件制品中该零件的材积：V=1×280mm ×30mm ×20mm =0．000168m 3 加工余量：长度上的加工余量一般为5~10mm ，定为5mm ；在厚度上的加工余量为3；宽度上的加工余量一般为2~5mm ，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：285mm ×33mm ×23mm （长×宽×厚） 一件制品中毛料的材积：V ˊ=1×285mm ×33mm ×23mm = 计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：V ˊ×A= 报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积： V 〞= [V ˊ×A ×（100+k ）]/100= m 3 毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V0 = V〞×100%/ N= m3
净出材率：C=100×V×N/[（100+k）× Vˊ]= %
续表
（6）○7靠背上横档
净料尺寸：320mm×30mm×10mm（长×宽×厚）
零件数量：1
一件制品中该零件的材积：V=1×320mm×30mm×10mm =0．000096m3
加工余量：长度上的加工余量一般为5~10mm，定为5mm；在厚度上的加工余量为3；宽度上的加工余量一般为2~5mm，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：325mm×30mm×13mm（长×宽×厚）
一件制品中毛料的材积：Vˊ=1×325mm×33mm×13mm =
计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A=报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积：V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100=
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V 0 = V 〞×100%/ N= m 3 净出材率：C=100×V ×N/[（100+k ）× V ˊ]= % （7）○
8靠背中竖档 净料尺寸：200mm ×20mm ×20mm （长×宽×厚） 2
1
隼的尺寸：20mm ×10mm ×15mm （长×宽×深）
零件数量：3
一件制品中该零件的材积：V=1×200mm ×20mm ×20mm =0．00024m 3
加工余量：长度上的加工余量一般为5~10mm ，定为5mm ；在厚度上的加工余量为3；宽度上的加工余量一般为2~5mm ，定为3mm.。

毛料尺寸=净料尺寸+加工余量
毛料尺寸：205mm×23mm×23mm（长×宽×厚）
一件制品中毛料的材积：Vˊ=3×205mm×23mm×23mm = 计划产量：A=170000
按计划产量计算的毛料材积：Vˊ×A= m3
报废率：k=3%
按计划产量并考虑报废率的毛料材积：
V〞= [Vˊ×A×（100+k）]/100= m3
毛料出材率：N=95%
需用原材料体积：V0 = V〞×100%/ N= m3
净出材率：C=100×V×N/[（100+k）× Vˊ]= %
三.制定工艺过程
首先根据加工的产品的性能h型靠背椅主要采用的是实木家具的组装，从理论还是那个讲其加工工艺都是很复杂，而且其生产基数大，所以应在简单的工艺流程的基础上采用流水线的生产方式，以提高生产效率。

采购的天然实木是已经加工好的方材采购的集成材是标准的国标尺寸，分析的工艺路线大致如下表：
1.编制工艺卡片
加工工艺卡片 1 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：①号坐面板
零件在制品中的数量： 1 材料（树种、等级）：集成材
净料尺寸：430mm×300mm×22mm 毛料尺寸：415mm×403mm×21mm
加工工艺卡片 2 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：②号前凳腿
零件在制品中的数量：2
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：40mm×40mm×420mm 毛料尺寸：43mm×43mm×425mm
加工工艺卡片 3 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：③下拉条
零件在制品中的数量： 3
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：340mm×30mm×20mm 毛料尺寸：345mm×33mm×23mm
加工工艺卡片4号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：④号上拉条
零件在制品中的数量： 4
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：340mm×30mm×20mm
毛料尺寸：345mm×33mm×23mm（长×宽×厚）
加工工艺卡片 5 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：⑤后登腿
零件在制品中的数量： 2
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：[（40+50）×440/2]mm×40mm[（下底+上底）×高/2] ×厚毛料尺寸：[（43+53）×2]mm×43mm[（下底+上底）×高/2] ×厚[（53+33）×2]mm×43mm[（下底+上底）×高/2] ×厚
加工工艺卡片 6 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：⑥靠背下横档
零件在制品中的数量： 1
材料（树种、等级）：天然实木
毛料尺寸：285mm×33mm×23mm（长×宽×厚）净料尺寸：280mm×30mm×20mm（长×宽×厚）
加工工艺卡片 7 号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：○7靠背上横档
零件在制品中的数量： 1
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：320mm×30mm×10mm（长×宽×厚）毛料尺寸：325mm×30mm×13mm（长×宽×厚）
加工工艺卡片8号
制品名称：实木靠背椅
零件名称：○8靠背中竖档
零件在制品中的数量： 3
材料（树种、等级）：天然实木
净料尺寸：200mm×20mm×20mm（长×宽×厚）料尺寸：205mm×23mm×23mm（长×宽×厚）
2. 机加工车间工艺路线图
四. 机床设备的选择和计算
设备的选择主要考虑设备的加工能力、最大加工尺寸、加工精度等是否能满足工艺需要，也要考虑设备的机械化程度。

1.机床设备数及工作位置的计算 工作位置指划线台、配坯工作台等。

⑴可以按以下步骤确定：
按产量确定机床小时数（或零件在工作位置上加工的时间）：
60
k n A t T ⋅⋅⋅=
上式中t 为零件的工时定额，A 为一年的总产量，n 为一个产品中这种零件的数量，K 为考虑到废品时所乘的系数。

⑵计算所有零件的机床小时数之和：
n T T T T T +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++=∑321
计算相应设备的机床小时数
K S C T ⋅⋅+-=)]1452(365[
C 为一天工作的班数，S 为一班的工作时间，K 考虑复杂机床需要维修或保养所乘的系数。

⑶计算机床或工作台的数量：
T
T n /∑=
计算结果的小数部分不足舍去，超过按1计算。

计算设备的负荷率：
100
⨯∑=nT
T p
2.设备负荷的平衡与调整
对于负荷率超过100％的机床，其部分工作分给其他机床（如开榫机的工作可由铣床完成），或通过增加辅助工人以提高生产率，也可考虑换用生产能力更大的设备。

设备的平均负荷率应在70％以上，负荷率很低的机床可以取消，其工作有其他机床代替（不可替代的专用机床允许有较低的负荷率）。

n
n
n n n n n n p n p n p n p P +⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++=
321332211
多台相同的机床可以考虑用一台生产能力更大的机床代替。

如果产量允许调整，也可以通过调整产量来提高生被平均负荷率（比如产量增大10％、 20％、 30％重新计算 ）。

3.机床台数计算 （1）圆锯机
○1~○8号零件的截距计算如下; 对于○1号
m mm mm mm L 14.133********=++= 对于○2号
m mm mm L 88.0404202=+= 对于○3号
m mm mm L 37.0303403=+= 对于○4号
m mm mm L 37.0303404=+= 对于○5号
m mm mm L 85.0408105=+= 对于○6号
m
mm mm L 31.0302806=+=
对于○7号
m mm mm L 31.0302807=+= 对于○8号
m mm mm L 32.0202008=+= 加工总长度
8.4m 3233287654321=⨯+++⨯+⨯+⨯+⨯+=L L L L L L L L L 总 一个实木靠背椅的工时定额
(min)
68.15m/min ==
总
L t
选用锯切进料速度为5m/min 的圆锯机
h
t T 4.60566003
.1210000=⨯⨯=
h T 52.355198.062)]4752(365['=⨯⨯⨯++-= 圆锯机台数
台70.1'==
T T
n
则选用2台圆锯机 （2）开榫机
需要开榫的零件有○3○4○6○8 ○32×3=6 ○42×3=6 ○62×1=2 ○82×3=6
一把椅子的榫头为：20 总长度为20×20=
一个h 型靠背椅工时定额
min
6.1min /25.04
.0==
m t
选用开榫机速度为min
h
t T 57686003
.1210000=⨯⨯=
h T 52.355198.062)]4752(365['=⨯⨯⨯++-=
台62.1'==
T T
n
所以需要2台开榫机 （3）平刨机 所有零件都需要平刨 ○1平刨长度为410mm ○2平刨长度为420mm ×2= ○3平刨长度为340mm ×3= ○4平刨长度为340mm ×3= ○5平刨长度为810mm ×2= ○6平刨长度为280mm ×1= ○7平刨长度为280mm ×1= ○8平刨长度为200mm ×3= 平刨总长度为
一个实木靠背椅工时定额
m
m t 996.0min /598
.4==
选用平刨机进料速度为5m/min
h
t T 58.35906003
.1210000=⨯⨯=
h T 52.355198.062)]4752(365['=⨯⨯⨯++-=
台01.1'==
T T
n
所以选用2台平刨机就足够了
（4）压刨机
所有零件都需要压刨
○1压刨长度为410mm ○2压刨长度为420mm ×2= ○3压刨长度为340mm ×3= ○4压刨长度为340mm ×3= ○5压刨长度为810mm ×2= ○6压刨长度为280mm ×1= ○7压刨长度为280mm ×1= ○8压刨长度为200mm ×3= 压刨总长度为
一个实木靠背椅工时定额
m
m t 996.0min /598
.4==
选用压刨机进料速度为5m/min
h
t T 58.35906003
.1210000=⨯⨯=
h T 52.355198.062)]4752(365['=⨯⨯⨯++-=
台01.1'==
T T
n
所以选用2台压刨机就可以满足需要了 4.机床的选择
MJ6116ZA/TZ 精密裁板锯 功能特点：
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